RU188999U1

RU188999U1 - Multi-fuel injector

Info

Publication number: RU188999U1
Application number: RU2018135700U
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Бурдыкин; Вячеслав Геннадьевич Козлов
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2019-05-06

Abstract

Полезная модель относится к средствам распыливания жидкостей и смесей и может применяться в энергетических установках, химической промышленности.Многотопливная форсунка, содержащая корпус с дроссельным отверстием и камеру смешения. В корпусе форсунки размещена направляющая втулка, в которой установлен шнек, имеющий цилиндрическую и коническую поверхности, а в корпусе шнека выполнено осевое сужающееся отверстие в виде сопла для подачи газа, при этом шнек имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса форсунки, спиральная лента шнека двухзаходная и выполнена из эластомера, жестко связана с корпусом форсунки и корпусом шнека, в корпусе форсунки выполнено два радиальных отверстия для подачи различных топлив в межвитковые полости шнека, и в форсунке установлен регулировочный винт с осевым и радиальными отверстиями для подачи газа и контргайка, при этом в осевом отверстии шнека установлена вставка с наклонными канавками на цилиндрической поверхности, а в регулировочном винте выполнены два тангециальных канала.Полезная модель позволяет повысить качество распыливания жидкости, экономичность энергетической установки и использовать два вида жидкого топлива и одного газообразного, как совместно, так и раздельно. 4 ил.The invention relates to the means of spraying liquids and mixtures and can be used in power plants, chemical industry. A multi-fuel nozzle, comprising a housing with a throttle orifice and a mixing chamber. In the nozzle body there is a guide bushing in which a screw is installed having a cylindrical and conical surface, and an axial tapered hole in the form of a nozzle for gas supply is made in the screw body, the screw has the possibility of axial movement relative to the nozzle body from elastomer, rigidly connected to the nozzle body and the screw body, two radial holes are made in the nozzle body for supplying various fuels to the inter-turn screw auger, and the nozzle is fixed An adjusting screw with axial and radial gas supply holes and a lock nut is inserted, with an insert with inclined grooves on the cylindrical surface in the axial bore of the auger, and two tangential channels are made in the adjusting screw. use two types of liquid fuel and one gaseous, both jointly and separately. 4 il.

Description

Полезная модель относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может применяться в химической промышленности, а также может быть использована в системе подачи топливоподачи различных энергетических устройствах. Из наиболее близких к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является многотопливная форсунка, содержащая корпус с дроссельным отверстием и камеру, в которую запрессован шнек, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения, корпус шнека установлен в направляющую втулку и имеет цилиндрическую и коническую поверхности, а в корпусе шнека выполнено осевое сужающееся отверстие в виде сопла для подачи газа, при этом шнек имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса форсунки, спиральная лента шнека двухзаходная и выполнена из эластомера, жестко связана с корпусом форсунки и корпусом шнека, в корпусе форсунки выполнено два радиальных отверстия для подачи различных топлив в межвитковые полости шнека и в форсунке установлен регулировочный винт с осевым и радиальными отверстиями для подачи газа и контргайка (Патент на полезную модель РФ №166189, F23D 11/10, F23D 11/36, заявл. 09.03.2016, опубл. 20.11.2016).The utility model relates to the means of spraying liquids, solutions, and can be used in the chemical industry, and can also be used in the fuel supply system of various energy devices. The closest to the claimed by the technical essence and the achieved positive effect is a multi-fuel nozzle, comprising a housing with a throttle opening and a chamber into which the auger is pressed, inside the auger there is a screw-threaded opening, a conical mixing chamber is located above the throttle aperture; the sleeve and has a cylindrical and conical surface, and in the housing of the screw is made axial tapering hole in the form of a nozzle for gas supply, while the screw has the possibility the axial movement relative to the nozzle body, the spiral auger tape is two-way and made of elastomer, rigidly connected to the nozzle body and the auger body; in the nozzle body there are two radial openings for supplying various fuels to the interturn cavities of the screw and the nozzle has an adjusting screw with axial and radial openings for gas supply and lock-nut (Patent for useful model of the Russian Federation No. 166189, F23D 11/10, F23D 11/36, declared. 03/09/2016, publ. 11/20/2016).

Недостатком форсунки является низкое качество распыливания топлива. Это приводит к неоднородности топливовоздушной смеси и, как следствие, некачественное смесеобразование и снижение экономичности энергетической установки.The disadvantage of the nozzle is the low quality atomization of fuel. This leads to heterogeneity of the air-fuel mixture and, as a consequence, poor-quality mixing and reduction of the efficiency of the power plant.

Задачей полезной модели является повышение качества распыливания топлива, топливной экономичности энергетической установки. Техническое решение направлено на улучшение качества распыливания топлива.The task of the utility model is to improve the quality of fuel atomization, fuel efficiency of the power plant. The technical solution is aimed at improving the quality of fuel atomization.

Технический результат достигается тем, многотопливная форсунка, содержащая корпус с дроссельным отверстием и камеру смешения, в корпусе форсунки размещена направляющая втулка, в которой установлен шнек, имеющий цилиндрическую и коническую поверхности, а в корпусе шнека выполнено осевое сужающееся отверстие в виде сопла для подачи газа, при этом шнек имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса форсунки, спиральная лента шнека двухзаходная и выполнена из эластомера, жестко связана с корпусом форсунки и корпусом шнека, в корпусе форсунки выполнено два радиальных отверстия для подачи различных топлив в межвитковые полости шнека, и в форсунке установлен регулировочный винт с осевым и радиальными отверстиями для подачи газа и контргайка; в осевом отверстии шнека установлена вставка, на цилиндрической поверхности которой выполнены наклонные канавки, а в регулировочном винте выполнены два тангенциальных отверстия.The technical result is achieved by a multi-fuel nozzle comprising a housing with a throttle orifice and a mixing chamber, in the nozzle housing there is a guide sleeve in which an auger having a cylindrical and conical surface is installed, and an axially tapering nozzle in the auger housing is made, at the same time the screw has the possibility of axial movement relative to the nozzle body, the spiral tape of the screw is two-way and made of elastomer, rigidly connected with the nozzle body and the screw body, in The nozzle body has two radial holes for supplying various fuels to the inter-turn screw auger, and an adjusting screw with axial and radial gas supply holes and a lock nut is installed in the nozzle; an insert is installed in the axial hole of the screw; on the cylindrical surface of which there are inclined grooves, and in the adjusting screw two tangential holes are made.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение качества распыливания топлива, повышение экономичности энергетической установки.The technical result provided by the above set of features is to improve the quality of atomization of fuel, increase the efficiency of the power plant.

Техническая сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами многотопливной форсунки, гдеThe technical essence of the claimed utility model is illustrated by drawings of a multi-fuel nozzle, where

Фиг. 1 - многотопливная форсунка;FIG. 1 - multi-fuel nozzle;

Фиг. 2 - разрез А-А форсунки;FIG. 2 - section AA of the nozzle;

Фиг. 3 - разрез Б-Б форсунки;FIG. 3 - section bb nozzle;

Фиг. 4 - разрез В-В форсунки.FIG. 4 - section bb-nozzle.

Заявляемая форсунка содержит корпус 1, радиальные отверстия 2 и 3 для подачи двух различных топлив, дроссельное отверстие 4, коническую камеру смешения 5, корпус шнека 6, ленты шнека 7 и 8 из эластомера.The inventive nozzle includes a housing 1, radial holes 2 and 3 for supplying two different fuels, an orifice 4, a conical mixing chamber 5, an auger body 6, elastomer tape auger 7 and 8.

В корпусе шнека 6 выполнено суживающееся отверстие в виде сопла 9. Корпус шнека 6 имеет цилиндрическую 10 и коническую 11 поверхности. В корпусе форсунки 1 установлена центрирующая втулка 12, которая накидной гайкой 13 через прокладку 14 фиксируется относительно корпуса форсунки 1. В накидной гайке 13 установлен регулировочный винт 15 с осевым отверстием 16 и тангенциальными отверстиями 17 и кольцевой проточкой 18. Регулировочный винт 15 фиксируется контргайкой 19. В накидной гайке 13 выполнено отверстие 20 для подачи газа в кольцевую проточку 18, в осевое отверстие 16 установлена вставка 21 с наклонными канавками 22, через которые газ поступает в сужающее отверстие 9.In the case of the screw 6 is made tapering hole in the form of a nozzle 9. The case of the screw 6 has a cylindrical 10 and a conical 11 surface. A nozzle 12 is installed in the body of the nozzle 1, which is fixed to the nozzle body 1 through the gasket 14 via the gasket 14 relative to the nozzle 1 body. In the cap nut 13 is made a hole 20 for supplying gas to the annular groove 18, in the axial hole 16 is installed insert 21 with inclined grooves 22, through which the gas enters the narrowing hole 9.

Заявляемая многотопливная форсунка работает следующим образом.The inventive multi-fuel nozzle works as follows.

Подача одного из топлива осуществляется через радиальное отверстие 2 в корпусе 1 форсунки во внешнюю полость шнека между лентами 7 и 8 шнека. Второе топливо поступает через радиальное отверстие 3 во вторую полость между лентами 8 и 7, так как в данной конструкции используется двухзаходная спираль навивки. Вращающийся поток топлива из винтовых внешних полостей шнека поступает в камеру смешения 5. Совершая вращательное движение, оба топлива смешиваются и через дроссельное отверстие 4 впрыскиваются в камеру сгорания. Одновременно в камеру смешения 5 подается газ, который под давлением поступает через радиальное отверстие 20, кольцевую проточку 18, тангенциальные отверстия 17, осевое отверстие 16 к вставке 21. Проходя по наклонным канавкам 22 вставки 21, газ поступает в сужающее отверстие 9, увеличивая скорость движения. Тангенциальные отверстия 17 обеспечивают вращательное движение газа в осевом отверстии 16. При вращательном движении газа снижается сопротивление при входе в наклонные канавки 22, т.к. угол между вектором скорости газа и направлением наклонных канавок 22 становится минимальным, что уменьшает коэффициент сопротивления движения газа. Это приводит к увеличению скорости газа в наклонных канавках 22 и, как следствие, в сужающем отверстии 9. Увеличение скорости газа при выходе из сужающего отверстия 9 позволяет разрывать поток топлива в камере 5 на более мелкие капли, что положительно влияет на процесс смесеобразовании.The supply of one of the fuel through the radial hole 2 in the body 1 of the nozzle into the external cavity of the screw between the belts 7 and 8 of the screw. The second fuel enters through the radial hole 3 into the second cavity between the ribbons 8 and 7, since this design uses a two-way spiral winding. The rotating fuel flow from the screw external cavities of the screw enters the mixing chamber 5. Making a rotational motion, both fuels are mixed and injected through the throttle hole 4 into the combustion chamber. At the same time, gas is fed into the mixing chamber 5, which is fed under pressure through the radial hole 20, the annular groove 18, tangential holes 17, the axial hole 16 to the insert 21. Passing through the inclined grooves 22 of the insert 21, the gas enters the narrowing hole 9, increasing the speed . Tangential holes 17 provide rotational movement of the gas in the axial hole 16. With the rotational movement of the gas, the resistance at the entrance to the inclined grooves 22 decreases, since the angle between the gas velocity vector and the direction of the inclined grooves 22 becomes minimal, which reduces the drag coefficient of the gas movement. This leads to an increase in the gas velocity in the inclined grooves 22 and, as a result, in the narrowing orifice 9. Increasing the gas velocity as it leaves the narrowing orifice 9 allows the fuel flow in chamber 5 to be broken into smaller droplets, which positively affects the mixing process.

В результате взаимодействия вращающегося потока топлива и вращающего потока газа, улучшается смешивание и при выходе потока через дроссельное отверстие 4 происходит распад струи на более мелкодисперсные фракции (капли). Размер капель может изменяться за счет корректирования скорости газового потока выходящего из сужающего отверстия 9. Скорость газового потока изменяется за счет регулирования давления газа.As a result of the interaction of the rotating fuel flow and the rotating gas flow, mixing is improved and when the flow exits through the throttle orifice 4, the jet disintegrates into finer fractions (drops). The size of the droplets can be changed by adjusting the velocity of the gas stream leaving the narrowing orifice 9. The velocity of the gas stream is changed by adjusting the gas pressure.

Количество топлива, подаваемого в камеру сгорания, регулируется положением шнека 6 относительно корпуса форсунки 1. Для этого отворачивается контргайка 19 и вращением регулировочного винта 15 изменяется положение шнека. При перемещении шнека изменяется площадь проходного сечения в зазоре между конусными поверхностями корпуса форсунки и шнека.The amount of fuel supplied to the combustion chamber is regulated by the position of the screw 6 relative to the nozzle body 1. To do this, the locknut 19 is turned away and the position of the screw is changed by turning the adjusting screw 15. When you move the screw changes the area of the bore in the gap between the conical surfaces of the nozzle body and the screw.

Предложенная конструкция форсунки позволяет использовать только одно топливо. Для этого достаточно перекрыть доступ топлив в форсунку через одно из двух отверстий 2 или 3. Либо обеспечить подачу одного из топлив одновременно через оба отверстия 2 и 3. Форсунка может подавать только газообразное топливо в камеру сгорания, в этом случае перекрывается подача жидкого топлива в корпус форсунки.The proposed nozzle design allows the use of only one fuel. To do this, it is enough to block the access of fuels to the nozzle through one of two openings 2 or 3. Alternatively, supply one of the fuels simultaneously through both openings 2 and 3. The nozzle can supply only gaseous fuel to the combustion chamber, in this case the flow of liquid fuel to the housing is blocked nozzles.

Размеры капель топлива, распыливаемых за счет центробежного эффекта струи газа, значительно меньше по размеру, чем при впрыскивании топлива через дроссельное отверстие без центробежного эффекта газового потока.The dimensions of the droplets of fuel sprayed due to the centrifugal effect of the gas jet are much smaller in size than when fuel is injected through the throttle orifice without the centrifugal effect of the gas flow.

Таким образом, предполагаемая полезная модель позволяет получить мелкодисперсное распыливание топлива, что обеспечивает более качественное смесеобразование и, как следствие, повышение экономичности энергетической установки.Thus, the proposed utility model allows to obtain a fine atomization of fuel, which provides better mixing and, as a result, increase the efficiency of the power plant.

Claims

A multi-fuel nozzle, comprising a housing with a throttle hole and a mixing chamber, has a guide sleeve in the nozzle housing, in which an auger having a cylindrical and conical surface is installed, and an axially narrowed gas nozzle opening is made in the auger housing, while the auger has the ability axial movement relative to the nozzle body, the spiral auger tape is two-way, made of elastomer and rigidly connected to the nozzle body and the screw body, two radially made in the nozzle body x openings for supplying various fuels to the inter-turn screw cavities, and an adjusting screw with an axial bore for gas supply and a lock nut are installed in the nozzle, characterized in that an insert is installed in the axial bore of the screw, on the cylindrical surface of which inclined grooves are made, and in the adjusting screw are made two tangential holes.